WO2003023129A1 - Verfahren zur blitz-mercerisation von baumwolle - Google Patents

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WO2003023129A1
WO2003023129A1 PCT/EP2002/010160 EP0210160W WO03023129A1 WO 2003023129 A1 WO2003023129 A1 WO 2003023129A1 EP 0210160 W EP0210160 W EP 0210160W WO 03023129 A1 WO03023129 A1 WO 03023129A1
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cotton
seconds
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Dieter Bechter
Susanne Segel
Stefanie Berndt
Gerhard Kurz
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Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Stuttgart Stiftung Des Öffentlichen Rechts
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/50—Modified hand or grip properties; Softening compositions

Definitions

  • the present invention relates to a method for lightning-like mercerization of cotton-containing materials, the materials being treated with a plasma, in particular a low-temperature plasma, before treatment with an alkali metal solution and stabilization with water, and optimal mercerization effects are achieved.
  • Mercerization whereby optimal mercerization effects are achieved while maintaining the soft feel of the starting materials, as well as a device for industrial-scale mercerization of cotton-containing materials, in particular material webs, the device containing a unit for plasma treatment of the materials.
  • Mercerization is a textile finishing process for cotton yarns, cotton fabrics and knitted fabrics. It gives the naturally relatively dull cotton shine and leads to increased dye affinity, higher tear resistance and a fuller feel of the material.
  • Mercerizing essentially consists of two treatment processes. The cotton-containing textiles are first treated with alkali lye, preferably sodium hydroxide solution, but also potassium hydroxide solution or another lye. The alkali metal hydroxide solution is then stabilized. traded textiles, for example by washing out the lye using water or neutralizing it using an acid.
  • Cotton fibers consist of more than 90% cellulose with an average molecular weight of 320,000 and an average degree of polymerization of 10,000 to 14,000. Treatment with alkali lye irreversibly changes both the structure of the cellulose and the morphology of the fibers.
  • cellulose Cellulose-I
  • Na-Cellulose-I which partially changes into the Cellulose-II modification after washing out the lye, ie after the stabilization process.
  • the morphological change in the cotton fiber is a swelling process caused by the lye or its consequences.
  • the treatment with alkali lye swells the cotton fiber and its cross-section changes permanently, whereby the originally ribbon-shaped cross-section becomes an almost round cross-section and the originally ribbon-shaped twisted cotton fibers are twisted and smoothed out in a tube.
  • the so-called lumen i.e. the inner hollow part of the fiber, shrinks.
  • the structured cuticle also loosens, so that a smooth surface is created.
  • the treatment of cotton-containing textiles with alkali lye is generally associated with a shrinking of the textiles.
  • Stabilizing i.e. washing out or neutralizing the alkali lye, also serves to remove the alkali lye from the textiles at least to the extent that the textiles no longer shrink after stabilization.
  • the structural and morphological changes in the cotton fiber lead to the so-called mercerizing effects in cotton-containing textiles, which are manifested in particular in a significantly improved dyeability, a significantly increased gloss and the noticeably improved dimensional stability.
  • the conventional mercerization processes also result in changes that can adversely affect the quality of the goods.
  • Today mostly soft to very soft textiles are required and produced according to the current purchase request.
  • the conventional mercerization processes mean that the textile materials become significantly stiffer, that is, harder to handle. This is due to the fact that the fibers, which are tubularly smoothed as a result of the swelling process caused by the lye, align approximately parallel under tension and are much stiffer in this parallel orientation than the original, non-swollen ribbon-shaped fibers.
  • the time course of the swelling process caused by the lye during the mercerization depends on many factors, which are often difficult to control. These include in particular the pretreatment of the cotton before mercerization, the alkali concentration, the alkali temperature, the concentration of the mercerizing wetting agents and the wetting capacity of the cotton. For example, it is known that the swelling of the cotton in the alkali lye takes place at different speeds depending on the type of pretreatment. For example, cotton that has been pre-treated by boiling swells faster than cotton that has been desized.
  • the swelling process can be accelerated by higher alkali temperatures and by the use of a mercerizing wetting agent (DE-Z .: “Melliand Textile Reports", 61 (1980), 866-871; US Pat. No. 5,464,547).
  • a mercerizing wetting agent DE-Z .: "Melliand Textile Reports", 61 (1980), 866-871; US Pat. No. 5,464,547.
  • the so-called hot mercerization processes can affect the swelling process and thus the While noticeably reducing the amount of stiffening of the handle, significant reductions in the desired mercerizing effects have to be accepted.
  • the swelling process is slowed down if the lye concentration is greater than 300 g / l, since the viscosity of the lye increases (DE- Z .: “Melliand Textilberichte”, 77 (1996), 322-325; DE-Z .: anthology "2nd Wegrs Textile Meeting", (1996).
  • the different fabric weights of the textiles which can vary from very light (for example poplin with a weight of 90 g / m 2 ) to very heavy (for example twill with a weight of> 500 g / m 2 ), influence the mercerization process.
  • the material web is not consistently and reproducibly mercerized, but irregularities very often occur between the edge and the center of the material web and / or in the edge drains and stains are formed.
  • the strong shrinkage of the material web also leads to increased grip stiffening.
  • DE-PS 35 34 513 describes a device which is intended to prevent the strong shrinkage process of the cotton-containing materials caused by the swelling during the mercerization process, so that the mercerization effects in the treated material web are more uniform.
  • the material web is held and transported between two metallic sieve belts and thus prevented from shrinking. To some extent, this also helps reduce grip stiffness.
  • the mercerization processes currently used take a very long time, so that such a belt section would have to be correspondingly long and would therefore be expensive. For this reason, the proposed device has not hitherto been able to be implemented on an industrial scale.
  • the object of the present invention is therefore to provide methods for the mercerization of tree To provide wool-containing materials that are much faster than the mercerization processes known in the prior art, with the aid of which optimal, uniform and reproducible mercerization effects can be achieved in the treated materials, while the soft feel of the starting materials is essentially retained, and in devices for Large-scale mercerization of cotton-containing materials, in particular devices with sieve belt sections, can be used.
  • the present invention solves this problem by providing methods for the mercerization of a material consisting at least partially of cotton, in particular a textile material, the material being treated with an alkali metal hydroxide solution and then stabilized with water and / or an acid, characterized in that the Material is treated with a plasma before the alkali lye treatment.
  • the present invention thus provides mercerization processes, the cotton-containing material being subjected to a physical, that is to say dry, treatment process with a plasma, in particular a low-temperature plasma in the low-pressure range, for example an oxygen plasma, before the actual mercerization.
  • a plasma in particular a low-temperature plasma in the low-pressure range, for example an oxygen plasma
  • it has been shown that a material that has been treated with a plasma, in particular a low-temperature plasma can then be mercerized extremely quickly and in a flash.
  • plasmas in particular low-temperature plasmas, have primarily been used in the coating and / or treatment or modification of surfaces of metallic or polymeric materials, in the decomposition of toxic substances into harmless compounds, for generating light, for example in gas discharge lamps or plasma screens Generation of UV radiation, found to produce superhard materials or certain chemical compounds.
  • their use in the textile industry is unknown.
  • the plasma treatment of cotton-containing material leads, according to the invention, to a considerable acceleration of the subsequent mercerization process.
  • the plasma treatment in particular, greatly improves the wetting of the cotton fiber surface, which is the rate-determining step of the mercerization process, with the distribution of the alkali metal hydroxide on the fiber surface, but also inside the fiber, being greatly accelerated.
  • the plasma treatment thus optimizes the accessibility of the cotton fibers to the mercury liquor. As a result, the source fibers run at least an order of magnitude faster.
  • the method according to the invention in contrast to conventional methods, leads to a very uniform mercerization of the cotton-containing material.
  • This very uniform mercerization also means that, in contrast to conventional mercerization processes, the mercerization effects achieved can be reproduced much better.
  • the mercerization effects achieved using the flash mercerization method according to the invention correspond at least to the mercerization effects which are achieved using conventional methods.
  • a color depth is obtained which corresponds at least to the color depth of textiles mercerized in a conventional way.
  • the plasma treatment of the cotton-containing materials provided according to the invention before the mercerization advantageously also enables a significant reduction in the temperature of the mercerizing liquor, which leads to significant cost savings.
  • a specific embodiment of the method according to the invention for the mercerization of cotton-containing materials advantageously allows optimal mercerization effects to be achieved and the soft feel of the starting materials to be retained.
  • the treated cotton-containing materials are capable of absorbing the dye and so that they have the color depth of conventionally mercerized cotton, but at the same time retain the soft feel of the raw materials.
  • the method according to the invention for the mercerization of cotton-containing material is also particularly suitable for use in large-scale devices, in particular in devices with screen belt technology, which are used for the mercerization of entire material webs. Due to the considerably reduced alkali impregnation time of the material web and the associated considerable shortening of the mercerization process, the mercerization belt section in these devices can be significantly shortened, which leads to considerable cost savings. Since very uniform mercerizing effects can be achieved over the length and width of the material webs using the method according to the invention, large-scale mercerizing devices with screen belt technology in particular can be operated economically for the first time.
  • mercerization or “mercerization” is understood to mean the refinement of cotton products by treatment with alkali metal solution, as a result of which the cotton products are given a silky, wash-resistant sheen.
  • the mercerization is preferably carried out in the tensioned state of the cotton-containing materials. Mercerized cotton-containing materials are boil-proof and easy to clean.
  • a “cotton-containing material” or an “at least partially made of cotton material” is understood to mean, in particular, cotton-containing textiles, such as textile fibers, textile semi-finished and finished products and finished products made therefrom, which preferably contain at least 30% cotton contain at least 50% cotton, more preferably at least 70% cotton, most preferably at least 90% cotton.
  • the semi-finished and finished textile products include not only products from the clothing industry, but also carpets and other home textiles, technical structures used for technical purposes, unshaped structures such as flakes, linear structures such as twine, yarns, linen, cords, ropes and threads as well as sheet-like or body structures such as felts, woven fabrics, nonwovens and cotton wool.
  • a “plasma” is understood to mean a partially ionized gas, the properties of which are determined by the splitting of the molecules and atoms into ions and electrons. contain positive and negative ions, radicals, excited and non-excited neutral particles.
  • the plasma state differs from the gas state in particular by the presence of forces which act on the charge carriers or between them. The forces acting between the charge carriers or on the charge carriers cause collective phenomena, such as vibrations or plasma waves, which do not exist in a neutral gas.
  • a plasma has properties such as conduction of electrical current, the creation of a magnetic field or the emission of electromagnetic waves.
  • Low-temperature plasmas are characterized in particular by temperatures in the range from approximately 20 ° C. to 80 ° C.
  • Low-temperature plasmas can generally be generated by electrical gas discharges, in particular glow discharges.
  • Glow discharges are continuous gas discharges in which thermal emissions play no role. The various manifestations of Glow discharges depend, among other things, on the type of gas, the pressure and the spacing of the electrodes.
  • direct current (DC) and low frequency (kHz) glow discharges, high frequency (RF) and radio frequency (RF) are used to generate low-temperature plasmas.
  • Glow discharges with industrial frequencies between 13.56 MHz and 27.12 MHz, microwave discharges with an industrial frequency of 2.45 GHz and corona discharges.
  • Direct current and low frequency glow discharges below 1 KHz are unsuitable for the treatment of organic materials such as cotton.
  • Low-temperature plasmas, which were generated by means of direct current and low-frequency glow discharges, have sputtering effects which can easily lead to considerable damage to fibers.
  • Corona discharges that are carried out under atmospheric pressure and therefore do not require a special vacuum chamber are also unsuitable for treating textiles, since the temperature inside the micro-discharge is very high.
  • low-temperature plasmas which are generated using high frequencies or radio frequencies are particularly suitable for treating a cotton-containing material.
  • Radio frequencies or high frequencies can be used in large reactors to achieve very homogeneous plasmas and, as a result, very uniform surface treatments of complex shaped substrates.
  • the temperatures of low-temperature plasmas generated by means of radio frequencies correspond approximately to the room temperature.
  • Low-temperature plasmas generated by microwave excitation are also suitable according to the invention for the treatment of a cotton-containing material.
  • Microwave excitation leads to high levels of ionization and fragmentation and enables very short process times.
  • the temperature of a low-temperature plasma generated by means of microwaves corresponds approximately to the room temperature.
  • the cotton-containing material is treated with a low-temperature plasma above 1 KHz before the mercerization, which was generated either by means of radio frequencies or by means of microwaves.
  • a plasma volume of 10 to 1000 1 / m 2 material area is generated according to the invention.
  • the plasma power generated is 0.05 W / cm 2 to 0.5 W / cm 2 .
  • a low-temperature plasma of a partially or completely ionized gas from the group consisting of inert gases, reactive gases or a mixture thereof is used for the treatment of a cotton-containing material.
  • Reactive gases are gases that can react in a reaction system
  • inert gases are gases that do not react in a reaction system and that are used, for example, for dilution, that is to say for the inertization of other reactive gases, such as oxygen or air.
  • the cotton-containing material is treated with an oxygen plasma, a nitrogen plasma, a CO 2 plasma, an argon plasma or an air plasma. Most preferably according to the invention, the treatment of the cotton-containing material is carried out with an oxygen plasma.
  • Pressure from 0.1 mbar to 1000 mbar is carried out.
  • the plasma treatment of the material is preferably se either carried out in vacuum or under atmospheric pressure.
  • the treatment of the cotton-containing material with the low-temperature plasma is preferably carried out over a period of 1 second to 120 seconds.
  • the plasma treatment can be carried out continuously, for example a material web consisting of a cotton-containing material is continuously treated by means of a low-temperature plasma and subsequently also continuously mercerized and stabilized. According to the invention, however, it is also possible to carry out the treatment of the cotton-containing material in a batch process, that is to say from roll to roll.
  • the material to be treated can be subjected to one or more pretreatment processes, which include, for example, desizing, boiling and bleaching, before the plasma treatment.
  • “Desizing” is understood to mean the removal of sizing agents from textile materials.
  • the desizing of the cotton-containing material comprises the enzymatic removal of sizing agents based on starch or protein compounds, the desizing in particular using amylases or proteases
  • the desizing of the cotton-containing material comprises the removal of sizing agents based on carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohols or polyacrylates, which are used to treat mixtures Synthetic fibers and cotton fibers are used before they are woven.
  • “Bleaching” means the decolorization of a material, the bleaching being able to be carried out, for example, by means of compensation, oxidation or reduction methods.
  • the bleaching of the cotton-containing material is carried out by means of compensation bleaching, undesired colorations of the materials being achieved by using Complementary colors that complement each other are covered, for example by adding optical brighteners
  • the bleaching of the cotton-containing material takes place by means of oxidation or reduction processes, the coloring accompanying substances being destroyed by the addition of oxidizing or reducing bleaching agents.
  • the alkali lye treatment of the cotton-containing material is carried out by means of a dry-in-wet, wet-in-wet, cold, hot, addition or stenter mercerization process.
  • the cotton-containing material is a material web, it is provided according to the invention that the alkali lye used for the mercerization can be sucked through the material web.
  • a solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferably used as the alkali solution for the mercerization Water in an amount of 150 g / 1 to 550 g / 1, preferably 220 g / 1 to 320 g / 1.
  • the mercerization of the plasma-treated cotton-containing material is carried out at a temperature of 10 ° C. to 80 ° C., preferably at 40 ° C. to 60 ° C.
  • the alkali treatment of the material treated with a low-temperature plasma is carried out over a period of 0.5 seconds to 10 seconds, but preferably over a period of 0.5 seconds to 3 seconds.
  • the present invention also achieves the object on which it is based by providing a method for soft-grip mercerization of a material consisting at least partially of cotton, the material being treated with a plasma over a period of about 10 to 50 seconds and then over a period of time from about 0.5 to 5 seconds at a temperature of 20 ° C to 60 ° C.
  • the cotton-containing materials treated in this way retain the soft feel of the starting materials, but at the same time have the high dye absorption capacity and thus the depth of color of conventionally mercerized cotton.
  • the accessibility of the cotton fibers to the mercerizing liquor is optimized by the plasma treatment of the cotton-containing materials according to the invention before the mercerization.
  • This enables extremely high wetting speeds to be achieved on the fiber surface.
  • the high wetting speeds mean that it can be mercerized in a very short time, in particular in less than 10 seconds, preferably in 1 to 3 seconds.
  • high alkali temperatures also accelerate the penetration of the mercerizing alkali into the fiber material.
  • the mercerization time is also only slightly extended. While the mercerization time at a mercerization temperature of 60 ° C. according to the invention is about 3 seconds, the mercerization according to the invention takes about 5 seconds at a temperature of 20 ° C. Compared to conventional mercerization processes, this still represents a considerable reduction.
  • the parameters of the mercerization process according to the invention in particular the duration of the plasma treatment, the merceration time and the temperature of the mercerizing liquor, can therefore be varied within certain ranges such that the cotton-containing materials treated have the soft feel of the starting materials and at the same time the desired mercerizing effects.
  • the plasma treatment time is 40 seconds and the mercerization time is 1 second, while the temperature of the mercerization liquor is 60 ° C.
  • the present invention also achieves the object on which it is based by providing a device for the mercerization of a material consisting at least partially of cotton, in particular a material web, comprising a material transport unit which is equipped with an alkali lye treatment unit for the mercerization of the material and a stabilizing Unit for washing out the alkali lye from the material is connected, characterized in that the device, viewed in the material transport direction, contains a plasma treatment unit in front of the alkali lye treatment unit.
  • the device for mercerization thus comprises a material transport unit, with the aid of which the material web to be mercerized is transported through the device.
  • the material web is first passed through the plasma treatment unit, in which the material is treated with a plasma, preferably a low-temperature plasma.
  • the material is then transported from the plasma treatment unit to the alkali lye treatment unit, in which the material is mercerized by treatment with an alkali lye.
  • the plasma treatment of the cotton-containing material greatly improves the wetting of the cotton fiber surface, which is the rate-determining step of the mercerization process, during the mercerization, so that the mercerization is considerably shortened.
  • the alkali lye treatment unit is therefore considerably shorter than those known in the prior art.
  • the material is then led out of the alkali solution treatment unit and transported into the stabilization unit by treating the material impregnated with alkali solution, preferably with water, in order to wash the alkali solution out of the material.
  • the plasma-treated, mercerized and stabilized material is then transported out of the device and can be dried and / or dyed, for example.
  • the alkali lye treatment unit for mercerization can be, for example, a spraying, spraying or de-irrigation system, by means of which the alkali lye is applied to the material web.
  • the alkali eye treatment unit also act as a bath containing the alkali lye, through which the material web is passed and impregnated with the alkali lye.
  • the stabilizing unit for washing out the alkali can be a spraying, spraying or de-irrigation system for applying water to the material web.
  • the stabilization unit can also be a bath containing water through which the material web is guided.
  • the material transport unit can be, for example, a liquid-impermeable drum described in DE OS 30 43 167, wherein the drum casing can be provided with a surface that prevents shrinkage and the material web is pressed on by a liquid-permeable pressure belt.
  • the material transport unit can also be a liquid-permeable sieve drum described in DE-PS 6 39 367, over which the material web located between metallic sieve belts is guided.
  • the material transport unit can also have a pressure element described in DE 35 34 513 C2, which is formed by a continuous row of pressure rollers, and a shrinkage blocking element formed by a screen drum.
  • the plasma treatment unit is designed as a plasma generation unit.
  • the plasma generating unit therefore comprises a plasma reactor which is used both for generating a low-temperature plasma and for treating the materials with the low-temperature plasma.
  • a plasma reactor is particularly preferred as a reactor.
  • Actuator used in the KHz or HF range that is, a reactor in which low-temperature plasmas of inert gases, reactive gases or mixtures thereof are generated under the action of, for example, radio frequencies or high frequencies.
  • a plasma reactor is used which is suitable for large-format substrates, such as textile material webs.
  • the plasma reactor used is a microwave reactor, that is to say a reactor in which low-temperature plasmas of inert gases, reactive gases or mixtures thereof are generated under the action of microwaves.
  • Figure 1 shows schematically an inventive device for the mercerization of cotton-containing
  • Materials which comprise a material transport unit which is connected to an alkali eye treatment unit and a stabilization unit, a plasma treatment unit being located in front of the alkali eye treatment unit, viewed in the material transport direction.
  • the material transport unit 9 passes through the device 1 and initially transports the cotton-containing materials to be mercerized to the Plasma treatment unit 3, in which the materials are treated with a plasma, in particular a low-temperature plasma of an inert gas, reactive gas or a mixture thereof. After the plasma treatment of the cotton-containing materials, they are transported out of the plasma treatment unit 3 by the material transport unit 9 and transferred to the alkali-eye treatment unit 5, in which the plasma-treated cotton-containing materials are mercerized by means of alkali-eye treatment.
  • a plasma in particular a low-temperature plasma of an inert gas, reactive gas or a mixture thereof.
  • the material transport unit 9 transports the materials out of the alkali lye treatment unit 5 and transfers the mercerized materials into the stabilization unit 7, in which the materials are preferably treated with water in order to wash out the alkali lye. After stabilization, the materials are transported out of the stabilization unit and thus out of the device 1 by the material transport unit.
  • the mercerized stabilized cotton-containing materials can then be dried and / or dyed, for example.
  • a desized and cold-bleached cotton twill with a fabric weight of 200 g / m 2 was treated discontinuously in oxygen high frequency (HF) plasma at a pressure of 80 Pa over a period of 30 seconds.
  • HF oxygen high frequency
  • the plasma-treated cotton fabric was then needled onto a needle frame and placed in a laboratory system at 60 ° C for 1 second. announce mercerized with 300 g / 1 NaOH dry-in-wet. After stabilizing and washing out, the lightning-mercerized cotton fabric was dyed.
  • the color depth of the completely evenly dyed tissue samples corresponded to the color depth of a cotton body that had been subjected to a hot merger process without plasma treatment for 60 seconds.
  • Treatment time 30 seconds
  • a desized cotton Renforce with a fabric weight of 126 g / m 2 was treated continuously in the oxygen-HF plasma at a pressure of 80 Pa over a period of 30 seconds.
  • the plasma-treated cotton fabric was needled onto a pin frame and then mercerized dry-in-wet with 300 g / 1 NaOH in a laboratory system at 60 ° C. for 1 second. After stabilization and washing out, the lightning-mercerized cotton fabric was reactively dyed.
  • the color depth of the completely evenly dyed fabric samples corresponded to the color depth of a fabric sample of the same cotton fabric which had been subjected to a hot mercerization without plasma treatment over a period of 60 seconds.
  • Treatment time 30 seconds
  • a desized and alkaline-boiled cotton twill with a fabric weight of 480 g / m 2 was treated discontinuously in the oxygen HF plasma at a pressure of 80 Pa over a period of 120 seconds.
  • the plasma-treated cotton fabric was needled onto a needle frame and dry-in-wet mercerized with 300 g / 1 NaOH in a laboratory system at 60 ° C. for 3 seconds. After stabilizing and washing out, the lightning-mercerized cotton fabric was dyed.
  • the color depth of the completely evenly dyed tissue samples corresponded to the color depth of a tissue sample of the same cotton body which had been subjected to a 60-second hot mercerization without plasma treatment. »Plasma treatment:
  • Treatment time 120 seconds
  • a technically desized cotton fabric (pipeline, fabric weight 119 g / m 2 ) was Plasma system in oxygen-HF plasma treated continuously at a pressure of 80 Pa over a period of 40 seconds (batch process).
  • the plasma-treated cotton fabric was then dry-on-wet mercerized on a laboratory continuous mercerizing machine (sieve belt technology) at 60 ° C. for 1 second with 300 g / l NaOH.
  • the lightning-mercerized cotton fabric was dyed with a substantive dye.
  • the color depth of the completely evenly colored tissue samples corresponded to the color depth of a cotton poplin that had been heat-mercerized in a conventional manner over a period of 60 seconds without plasma treatment.
  • the handle corresponded to that of the non-mercerized raw material.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum blitzartigen Mercerisieren von baumwollhaltigen Materialien, wobei die Materialien vor der Behandlung mit einer Alkalilauge und der Stabilisierung mit Wasser mit einem Plasma, insbesondere einem Niedertemperatur-Plasma, behandelt werden und optimale Mercerisiereffekte erreicht werden, ein Verfahren zur Weichgriff-Mercerisierung, wobei optimale Mercerisiereffekte unter Beibehaltung des weichen Griffs der Ausgangsmaterialien erzielt werden, sowie eine Vorrichtung zum grosstechnischen Mercerisieren von baumwollhaltigen Materialien, insbesondere Materialbahnen, wobei die Vorrichtung eine Einheit zur Plasmabehandlung der Materialien enthält.

Description

Verfahren zur Blitz-Mercerisation von Baumwolle
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum blitzartigen Mercerisieren von baumwollhaltigen Materialien, wobei die Materialien vor der Behandlung mit einer Alkalilauge und der Stabilisierung mit Wasser mit einem Plasma, insbesondere einem Niedertemperatur-Plasma, behandelt werden und optimale Mercerisiereffekte erreicht werden, ein Verfahren zur Weichgriff-Mercerisierung, wobei optimale Mercerisiereffekte unter Beibehaltung des weichen Griffs der Ausgangsmaterialien erzielt werden, sowie eine Vorrichtung zum großtechnischen Mercerisieren von baumwollhaltigen Materialien, insbesondere Materialbahnen, wobei die Vorrichtung eine Einheit zur Plasmabehandlung der Materialien enthält.
Bei der Mercerisation handelt es sich um ein Tex- tilveredelungs-Verfahren für Baumwollgarne, Baumwollgewebe und Maschenware. Es verleiht der von Natur aus relativ stumpfen Baumwolle Glanz und führt zu erhöhter Farbstoff-Äffinität , höherer Reißfes- tigkeit und zu einem fülligeren Griff des Materials. Das Mercerisieren besteht im wesentlichen aus zwei Behandlungsvorgängen. Die baumwollhaltigen Textilien werden dabei zunächst mit Alkalilauge, vorzugsweise Natronlauge, aber auch Kalilauge oder einer anderen Lauge, behandelt. Anschließend erfolgt ein Stabilisieren der mit der Alkalilauge be- handelten Textilien, indem die Lauge beispielsweise unter Verwendung von Wasser ausgewaschen oder unter Verwendung einer Säure neutralisiert wird.
Baumwollfasern bestehen zu mehr als 90% aus Cellu- lose mit einem Durchschnitts-Molekulargewicht von 320.000 und einem Durchschnitts-Polymerisationsgrad von 10.000 bis 14.000. Durch die Behandlung mit Alkalilauge wird sowohl die Struktur der Cellulose als auch die Morphologie der Fasern irreversibel verändert. Dabei wird Cellulose (Cellulose- I) partiell in beispielsweise Na-Cellulose-I umgewandelt, die nach dem Auswaschen der Lauge, das heißt nach dem Stabilisierungsprozess, teilweise in die Cellu- lose-II-Modifikation übergeht. Bei der morphologi- sehen Veränderung der Baumwollfaser handelt es sich um einen durch die Lauge hervorgerufenen Quellungs- prozess beziehungsweise dessen Folgen. Durch die Behandlung mit Alkalilauge quillt die Baumwollfaser auf und ihr Querschnitt ändert sich dauerhaft, wo- bei aus dem ursprünglich bandförmigen Querschnitt ein fast runder Querschnitt wird und die ursprünglich bändchenförmig gedrehten Baumwollfasern aufgedreht sowie schlauchförmig geglättet werden. Darüber hinaus verkleinert sich das sogenannte Lumen, das heißt der innere hohle Teil der Faser. Infolge der Laugenbehandlung löst sich auch die strukturierte Kutikula, so dass eine glatte Oberfläche entsteht. Die Behandlung von baumwollhaltigen Textilien mit Alkalilauge ist im allgemeinen mit einem Schrumpfen der Textilien verbunden. Die durch die Laugenbehandlung hervorgerufenen strukturellen und morphologischen Veränderungen der Baumwollfasern werden dann im Stabilisierprozess stabilisiert und bleiben erhalten. Das Stabilisieren, also das Auswaschen oder Neutralisieren der Alkalilauge, dient auch dazu, dass die Alkalilauge zumindest in dem Umfang aus den Textilien entfernt werden, dass die Textilien nach dem Stabilisieren nicht mehr schrumpfen.
Die strukturellen und morphologischen Veränderungen der Baumwollfaser führen bei baumwollhaltigen Textilien zu den sogenannten Mercerisiereffekten, die sich insbesondere in einer wesentlich verbesserten Anfärbbarkeit , einem deutlich erhöhten Glanz und der merklich verbesserten Dimensionsstabilität äußern. Trotz dieser wesentlichen Qualitätsverbesserungen resultieren aus den herkömmlichen Merceri- sierverfahren jedoch auch Veränderungen, die sich auf die Warenqualität nachteilig auswirken können. Heute werden überwiegend weiche bis sehr weiche Textilien gefordert und entsprechend dem aktuellen Kaufwunsch produziert. Die herkömmlichen Merceri- sierverfahren führen jedoch dazu, dass die Textil- materialien deutlich steifer werden, das heißt im Griff härter werden. Dies liegt daran, dass sich die Fasern, die infolge des durch die Lauge hervorgerufenen Quellungsprozesses schlauchförmig geglät- tet werden, unter Spannung annähernd parallel ausrichten und in dieser Parallelausrichtung wesentlich steifer sind als die ursprünglichen, nicht gequollenen bändchenförmig gedrehten Fasern.
Herkömmliche Mercerisierverfahren sind also mit dem Problem behaftet, dass sie einerseits zu den vorstehend genannten Vorteilen wie verbesserter Anfärbbarkeit und erhöhtem Glanz führen, andererseits aber auch zu einer unerwünschten nachteiligen GriffVersteifung der Baumwollmaterialien.
Im Stand der Technik sind verschiedene Mercerisier- verfahren bekannt, insbesondere auch solche, die darauf abzielen, den Quellungsprozess zu modifizieren, um beispielsweise das Ausmaß der Quellung zu verringern und auf diese Weise die Griffversteifung der mercerisierten Materialien abzumildern.
Der zeitliche Verlauf des durch die Lauge hervorge- rufenen Quellungsprozesses während der Mercerisation ist von vielen, oft allerdings schwer beherrschbaren Faktoren abhängig. Dazu gehören insbesondere die Vorbehandlung der Baumwolle vor dem Mercerisieren, die Laugenkonzentration, die Laugentemperatur, die Konzentration der Mercerisiernetzmittel sowie das Benetzungsvermögen der Baumwolle. Beispielsweise ist bekannt, dass die Quellung der Baumwolle in der Alkalilauge in Abhängigkeit von der Vorbehandlungsart unterschiedlich schnell erfolgt . So quillt Baumwolle, die mittels Abkochen vorbehandelt wurde, schneller als Baumwolle, die entschlichtet wurde.
Noch schneller erfolgt der Quellungsprozess bei
Baumwolle, die durch Bleichen vorbehandelt wurde
(DE-Z.: „textil praxis international", 33 (1978), Heft 1+2, 75-77 ; 177-180) .
Durch höhere Laugentemperaturen und durch die Verwendung eines Mercerisiernetzmittels kann der Quellungsprozess beschleunigt werden (DE-Z.: „Melliand Textilberichte", 61 (1980), 866-871; US-PS 5,464,547). Die sogenannten Heißmercerisationsver- fahren können den Quellungsprozess und damit das Ausmaß der Griffversteifung zwar merklich verringern, dafür müssen allerdings merkliche Abstriche bei den gewünschten Mercerisiereffekten in Kauf genommen werden. Der Quellungsprozess wird verlang- samt, wenn die Laugenkonzentration größer als 300 g/1 ist, da die Viskosität der Lauge ansteigt (DE- Z.: „Melliand Textilberichte", 77 (1996), 322-325; DE-Z.: Sammelband „2. Küsters Textilmeeting" , (1996) .
Auch die unterschiedlichen Warengewichte der Textilien, die von sehr leicht (beispielsweise Popeline mit einem Gewicht von 90 g/m2) bis sehr schwer (beispielsweise Köper mit einem Gewicht von > 500 g/m2) variieren können, beeinflussen den Merceri- sierungsprozeß.
In der Praxis können die gewünschten Mercerisiereffekte ebenso wie die unerwünschte Griffversteifung daher sehr unterschiedlich ausfallen und in weiten Grenzen schwanken. Dies kann dann zu beträchtlichen Fehlern beispielsweise beim nachfolgenden Färben und zu entsprechenden Reklamationen führen.
Derzeit gibt es verschiedene Vorrichtungen zur großtechnischen Mercerisierung von baumwollhaltigem Gewebe, insbesondere baumwollhaltigen Materialbah- nen (CH-Z.: International Textile Bulletin 2000/1, 67-73). Beispielsweise gibt es Vorrichtungen zur Heißmercerisation, wobei die Materialbahnen bei hohen Laugentemperaturen behandelt werden können (CH- PS 675 662G A3; DE-PS 4201430 AI), und zur Additi- onsmercerisation, wobei die Materialbahnen mit hohen Laugenkonzentrationen behandelt werden können (EP 0 295 608 AI; DE-PS 195 31 663 C2 ) . Bei den meisten derzeit verwendeten Vorrichtungen tritt jedoch sowohl während der Behandlung mit Alkalilauge als auch während des Stabilisierungsvorgangs ein starkes Schrumpfen der Materialbahn auf. Dadurch bedingt wird die Materialbahn nicht durchgehend gleichmäßig und reproduzierbar mercerisiert , sondern es treten sehr oft Ungleichmäßigkeiten zwischen der Kante und der Mitte der Materialbahn und/oder in den Kantenabläufen auf und es kommt zur Fleckenbildung. Das starke Schrumpfen der Materialbahn führt auch zu einer verstärkten Griffversteifung.
Die DE-PS 35 34 513 beschreibt eine Vorrichtung, die den durch die Quellung verursachten starken Schrumpfungsprozess der baumwollhaltigen Materialien während des Mercerisierprozesses verhindern soll, so dass die Mercerisiereffekte bei der behandelten Materialbahn gleichmäßiger ausfallen. In der vorgeschlagenen Vorrichtung wird die Materialbahn zwischen zwei metallischen Siebbändern festgehalten und transportiert und so am Schrumpfen gehindert. Dies trägt in gewissem Umfang ebenfalls zur Verringerung der Griffversteifung bei. Die derzeit einge- setzten Mercerisierungs-Verfahren dauern jedoch sehr lange, so dass eine solche Siebbandstrecke entsprechend lang ausfallen müsste und damit teuer wäre . Die vorgeschlagene Vorrichtung konnte aus diesem Grunde bis jetzt nicht großtechnisch reali- siert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Mercerisierung von bäum- wollhaltigen Materialien bereitzustellen, die wesentlich schneller als die im Stand der Technik bekannten Mercerisierungsverfahren sind, mit deren Hilfe optimale, gleichmäßige und reproduzierbare Mercerisiereffekte bei den behandelten Materialien erzielt werden können, wobei der weiche Griff der Ausgangsmaterialien im wesentlichen erhalten bleibt, und die in Vorrichtungen zur großtechnischen Mercerisierung von baumwollhaltigen Materia- lien, insbesondere Vorrichtungen mit Siebbandstrecken, eingesetzt werden können.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch die Bereitstellung von Verfahren zum Mercerisieren eines zumindest teilweise aus Baumwolle bestehenden Materials, insbesondere eines textilen Materials, wobei das Material mit einer Alkalilauge behandelt und danach mit Wasser und/oder einer Säure stabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Material vor der Alkalilaugebehandlung mit einem Plasma behandelt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt also Mercerisie- rungs-Verfahren bereit, wobei das baumwollhaltige Material vor der eigentlichen Mercerisierung, einem physikalischen, das heißt trockenen Behandlungspro- zess mit einem Plasma, insbesondere einem Niedertemperatur-Plasma im Niederdruckbereich, beispielsweise einem Sauerstoffplasma, unterzogen wird. Ü- berraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein Material, das mit einem Plasma, insbesondere einem Nie- dertemperatur-Plasma, behandelt wurde, danach extrem schnell und blitzartig mercerisiert werden kann. Erfindungsgemäß ist es so möglich, die Merce- risierung in wenigen Sekunden, beispielsweise in 0,5 bis 10 Sekunden, durchzuführen. Da der zur Plasmabehandlung des baumwollhaltigen Materials benötigte Zeitraum ebenfalls im Sekundenbereich liegt, führt das erfindungsgemäße Blitzmercerisie- rungs-Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Mer- cerisierungsverfahren zu einer erheblichen Zeitersparnis .
Plasmen, insbesondere Niedertemperatur-Plasmen, ha- ben bisher vorrangig Anwendung bei der Beschichtung und/oder Behandlung beziehungsweise Modifikation von Oberflächen metallischer oder polymerer Werkstoffe, bei der Zerlegung toxischer Stoffe in ungefährliche Verbindungen, zur Lichterzeugung, bei- spielsweise in Gasentladungslampen oder Plasmabildschirmen, zur Erzeugung von UV-Strahlung, zur Erzeugung superharter Materialien oder bestimmter chemischer Verbindungen gefunden. Ihre Verwendung in der Textilindustrie ist jedoch unbekannt.
Die Plasmabehandlung von baumwollhaltigem Material führt erfindungsgemäß zu einer erheblichen Beschleunigung des nachfolgenden Mercerisierprozes- ses. Durch die Plasmabehandlung wird insbesondere die Benetzung der Baumwollfaser-Oberfläche, die der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des Merceri- sierprozesses ist, stark verbessert, wobei die Verteilung der Alkalilauge auf der Faseroberfläche, aber auch im Faserinneren, in hohem Maße beschleunigt wird. Durch die Plasmabehandlung wird also die Zugänglichkeit der Baumwollfasern für die Merceri- sierlauge optimiert. Dadurch bedingt kann die Quel- lung der Fasern um mindestens eine Größenordnung schneller verlaufen.
Aufgrund der sehr schnellen und gleichmäßigen Benetzung der Faseroberflächen mit Alkalilauge führt das erfindungsgemäße Verfahren im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren zu einer sehr gleichmäßigen Mercerisierung des baumwollhaltigen Materials. Diese sehr gleichmäßige Mercerisierung führt auch dazu, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Mercerisier- verfahren die erzielten Mercerisiereffekte wesentlich besser reproduziert werden können.
Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Blitz- mercerisierungs-Verfahrens erzielten Mercerisiereffekte, wie erhöhte Farbstoff-Äffinität, höhere Reißfestigkeit, höherer Glanz, verbesserte Dimensionsstabilität und ähnliche entsprechen mindestens den Mercerisierseffekten, die unter Verwendung herkömmlicher Verfahren erreicht werden. Beispielsweise wird beim Färben des unter Verwendung des erfin- dungsgemäßen Mercerisierungsverfahrens behandelten Materials eine Farbtiefe erhalten, die mindestens der Farbtiefe von auf konventionellem Wege merceri- sierten Textilien entspricht .
Die erfindungsgemäß vorgesehene Plasmabehandlung der baumwollhaltigen Materialien vor der Mercerisierung ermöglicht in vorteilhafter Weise auch eine deutliche Reduzierung der Temperatur der Merceri- sierlauge, was zu einer deutlichen Kostenersparnis führt . Eine spezifische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Mercerisieren von baumwollhaltigen Materialien gestattet in vorteilhafter Weise, dass optimale Mercerisiereffekte erzielt werden können und der weiche Griff der Ausgangsmaterialien erhalten bleibt. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass bei einer Plasma-Behandlungzeit von etwa 10 bis 50 Sekunden, einer Mercerisierzeit von etwa 0,5 bis 5 Sekunden und einer Mercerisier- temperatur von 20°C bis 60°C die behandelten baumwollhaltigen Materialien das Farbstoffaufnahmever- mögen und damit die Farbtiefe von herkömmlich mer- cerisierter Baumwolle aufweisen, gleichzeitig aber den weichen Griff der Ausgangsmaterialien beibehal- ten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mercerisierung von baumwollhaltigem Material eignet sich darüber hinaus insbesondere zur Anwendung in großtechnischen Vorrichtungen, insbesondere in Vorrichtungen mit Siebbandtechnik, die zur Mercerisierung ganzer Materialbahnen eingesetzt werden. Bedingt durch die erheblich verkürzte Laugenimprägnierzeit der Materialbahn und die damit verbundene erhebliche Verkürzung des Mercerisierprozesses kann die Merceri- sierbandstrecke in diesen Vorrichtungen wesentlich verkürzt werden, was zu einer erheblichen Kosteneinsparung führt. Da unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr gleichmäßige Mercerisiereffekte über die Länge und Breite der Material- bahnen hinweg erzielt werden können, lassen sich insbesondere großtechnische Mercerisier- Vorrichtungen mit Siebbandtechnik erstmals in wirtschaftlicher Weise betreiben. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „Mercerisieren" oder „Mercerisation" die Veredelung von Baumwollerzeugnissen durch Behandlung mit Alkalilauge verstanden, wodurch die Baumwoller- Zeugnisse einen seidenartigen, waschfesten Glanz erhalten. Die Mercerisierung wird vorzugsweise im gespannten Zustand der baumwollhaltigen Materialien durchgeführt. Mercerisierte baumwollhaltige Materialien sind kochfest und reinigungsbeständig.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter einem „baumwollhaltigen Material" oder einem „zumindest teilweise aus Baumwolle bestehenden Material" insbesondere baumwollhaltige Textilien, wie Textilfasern, textile Halb- und Fertig- fabrikate und daraus hergestellte Fertigwaren verstanden, die mindestens 30 % Baumwolle, vorzugsweise mindestens 50 % Baumwolle, besonders bevorzugt mindestens 70 % Baumwolle, am bevorzugtesten mindestens 90 % Baumwolle enthalten. Zu den textilen Halb- und Fertigfabrikaten gehören nicht nur Fabrikate der Bekleidungs- Industrie, sondern auch Teppiche und andere Heimtextilien, technischen Zwecken dienende textile Gebilde, ungeformte Gebilde wie Flocken, linienförmige Gebilde wie Bindfäden, Gar- ne, Leinen, Schnüre, Seile und Zwirne sowie flä- chenförmige beziehungsweise Körpergebilde wie Filze, Gewebestoffe, Vliesstoffe und Watte.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem „Plasma" ein teilweise ionisiertes Gas verstanden, dessen Eigenschaften durch die Aufspaltung der Moleküle und Atome in Ionen und Elektronen bestimmt werden. Ein Plasma kann nebeneinander po- sitive und negative Ionen, Radikale, angeregte und nicht-angeregte Neutralteilchen enthalten. Der Plasmazustand unterscheidet sich vom Gaszustand insbesondere durch das Vorhandensein von Kräften, die auf die Ladungsträger beziehungsweise zwischen diesen wirken. Die zwischen den Ladungsträgern beziehungsweise auf die Ladungsträger wirkenden Kräfte rufen kollektive Erscheinungen hervor, wie zum Beispiel Schwingungen oder Plasmawellen, die in ei- nem neutralen Gas nicht existieren. Ein Plasma verfügt über Eigenschaften wie Leitung von elektrischem Strom, Aufbau eines Magnetfeldes oder Emission elektromagnetischer Wellen.
„Niedertemperaturplasmen" sind insbesondere durch Temperaturen im Bereich von etwa 20°C bis 80°C charakterisiert. Niedertemperaturplasmen lassen sich generell durch elektrische Gasentladungen, insbesondere Glimmentladungen, erzeugen. Glimmentladungen sind kontinuierliche Gasentladungen, bei denen thermische Emissionen keine Rolle spielen. Die verschiedenen Erscheinungsformen der Glimmentladung sind unter anderem von der Art des Gases, dem Druck und dem Abstand der Elektroden abhängig. Zur Erzeugung von Niedertemperaturplasmen kommen insbesonde- re Gleichstrom (DC) - und Niederfrequenz (kHz) - Glimmentladungen, Hochfrequenz (HF) - beziehungsweise Radiofrequenz (RF) -Glimmentladungen, wobei Industriefrequenzen bei 13,56 MHZ und 27,12 MHZ liegen, Mikrowellenentladungen bei einer Industriefre- quenz von 2,45 GHz und Coronaentladungen in Betracht . Gleichstrom- und Niederfrequenz-Glimmentladungen unter 1 KHz sind für die Behandlung organischer Materialien wie Baumwolle ungeeignet . Bei Niedertemperaturplasmen, die mittels Gleichstrom- und Nie- derfrequenz -Glimmentladungen erzeugt wurden, treten Sputter-Effekte auf, die bei Fasern leicht zu einer erheblichen Schädigung führen können. Auch Corona- entladungen, die unter atmosphärischem Druck vorgenommen werden und daher keine spezielle Vakuumkam- mer erfordern, sind zur Behandlung von Textilien ungeeignet, da die Temperatur im Inneren der Mikro- entladung sehr hoch ist.
Zur Behandlung eines baumwollhaltigen Materials eignen sich erfindungsgemäß insbesondere Niedertem- peraturplasmen, die unter Verwendung von Hochfrequenzen beziehungsweise Radiofrequenzen erzeugt werden. Durch Radiofrequenzen oder Hochfrequenzen lassen sich in großen Reaktoren sehr homogene Plasmen und damit einhergehend sehr gleichmäßige Ober- flächenbehandlungen kompliziert geformter Substrate erzielen. Die Temperaturen von mittels Radiofrequenzen erzeugten Niedertemperaturplasmen entsprechen etwa der Raumtemperatur.
Zur Behandlung eines baumwollhaltigen Materials sind erfindungsgemäß auch Niedertemperatur-Plasmen geeignet, die durch Mikrowellenanregung erzeugt wurden. Die Mikrowellenanregung führt zu hohen Io- nisations- und Fragmentierungsgraden und ermöglicht sehr kurze Prozesszeiten. Die Temperatur eines mit- tels Mikrowellen erzeugten Niedertemperaturplasmas entspricht etwa der Raumtemperatur. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das baumwollhaltige Material vor der Mercerisierung mit einem Niedertemperaturplasma oberhalb 1 KHz behandelt wird, das entweder mittels Radiofrequenzen oder mittels Mikrowellen erzeugt wurde. Zur Behandlung des Materials wird erfindungsgemäß ein Plasmavolumen von 10 bis 1000 1/m2 Materialfläche erzeugt. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die erzeugte Plasma- leistung 0,05 W/cm2 bis 0,5 W/cm2 beträgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Behandlung eines baumwollhaltigen Materials ein Niedertemperaturplasma eines teilweise oder vollständig ionisierten Gases aus der Gruppe bestehend aus Inertgasen, Reaktivgasen oder einem Gemisch davon verwendet wird. „Reaktivgase" sind Gase, die in einem Reaktionssystem reagieren können, während „Inertgase" Gase sind, die in einem Reaktionssystem nicht reagieren und die beispielsweise zur Verdünnung, also zur Inertisie- rung anderer, reaktiver Gase, wie Sauerstoff oder Luft, verwendet werden. In besonders bevorzugter Ausführungsform wird das baumwollhaltige Material mit einem Sauerstoff-Plasma, einem Stickstoff- Plasma, einem C02-Plasma, einem Argon-Plasma oder einem Luft-Plasma behandelt. Erfindungsgemäß am bevorzugtesten erfolgt die Behandlung des baumwollhaltigen Materials mit einem Sauerstoff-Plasma .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Plasmabe- handlung des baumwollhaltigen Materials bei einem
Druck von 0,1 mbar bis 1000 mbar durchgeführt wird.
Die Plasmabehandlung des Materials wird vorzugswei- se entweder im Vakuum oder unter Atmosphärendruck durchgeführt . Vorzugsweise erfolgt die Behandlung des baumwollhaltigen Materials mit dem Niedertemperaturplasma über einen Zeitraum von 1 Sekunde bis 120 Sekunden. Dabei kann die Plasmabehandlung erfindungsgemäß kontinuierlich durchgeführt werden, wobei beispielsweise eine aus einem baumwollhaltigen Material bestehende Materialbahn kontinuierlich mittels eines Niedertemperaturplasmas behandelt und anschließend ebenfalls kontinuierlich mercerisiert und stabilisiert wird. Erfindungsgemäß besteht aber auch die Möglichkeit, die Behandlung des baumwollhaltigen Materials im Batch-Verfahren, das heißt von Rolle zu Rolle, durchzuführen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das zu behandelnde Material vor der Plasmabehandlung einem oder mehreren Vorbehandlungsverfahren, zu denen beispielsweise Entschlichten, Abkochen und Bleichen gehören, unterzogen werden kann.
Unter „Entschlichten" wird die Entfernung von Schlichtemitteln aus textilen Materialien verstanden. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Entschlichten des baumwollhaltigen Materials das enzymatische Entfernen von Schlichtemitteln auf der Basis von Stärke oder Eiweiß-Verbindungen, wobei das Entschlichten insbesondere unter Verwendung von Amylasen oder Proteasen erfolgen kann. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Entschlichten des baumwollhaltigen Materials die Entfernung von Schlichtemitteln auf der Basis von Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkoholen oder Po- lyacrylaten, die zur Behandlung von Gemischen aus Synthesefasern und Baumwollfasern vor deren Verweben verwendet werden.
Unter „Bleichen" wird die Entfärbung eines Materials verstanden, wobei das Bleichen beispielsweise durch Kompensations- , Oxidations- oder Reduktionsverfahren erfolgen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Bleichen des baumwollhaltigen Materials mittels Kompensations-Bleichen, wobei unerwünschte Färbungen der Materialien durch Anwendung von Komplementärfarben, die sich zu Weiß ergänzen, überdeckt werden, beispielsweise durch Zugabe optischer Aufheller. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Bleichen des baumwollhaltigen Materials mittels Oxidations- oder Reduktionsverfahren, wobei die färbenden Begleitstoffe durch Zugabe oxidierender oder reduzierender Bleichmittel zerstört werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die baumwollhaltigen Materialien nach der erfindungsgemäßen Plasmabehandlung unter
Verwendung eines herkömmlichen Mercerisationsver- fahrens mercerisiert werden. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die Alkalilaugenbehandlung des baumwollhaltigen Materials mittels eines Trocken-in- Nass-, Nass-in-Nass- , Kalt-, Heiß-, Additions- oder Spannrahmen-Mercerisationsverfahrens erfolgt. Handelt es sich bei dem baumwollhaltigen Material um eine Materialbahn, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zur Mercerisation verwendete Alkalilauge durch die Materialbahn gesaugt werden kann. Als Alkalilauge zur Mercerisation wird vorzugsweise eine Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid in Wasser in einer Menge von 150 g/1 bis 550 g/1, vorzugsweise 220 g/1 bis 320 g/1 eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mercerisation des plasma- behandelten baumwollhaltigen Materials bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C, vorzugsweise bei 40°C bis 60°C durchgeführt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Alkalibehandlung des mit einem Niedertemperaturplasma behandelten Materials über ei- nen Zeitraum von 0,5 Sekunden bis 10 Sekunden, vorzugsweise jedoch über einen Zeitraum von 0,5 Sekunden bis 3 Sekunden durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe auch durch die Bereitstellung ei- nes Verfahrens zum Weichgriff-Mercerisieren eines zumindest teilweise aus Baumwolle bestehenden Materials, wobei das Material über einen Zeitraum von etwa 10 bis 50 Sekunden mit einem Plasma behandelt und dann über einen Zeitraum von etwa 0,5 bis 5 Se- künden bei einer Temperatur von 20°C bis 60°C mer- cerisiert wird. Die so behandelten baumwollhaltigen Materialien behalten den weichen Griff der Ausgangsmaterialien bei, weisen gleichzeitig aber das hohe Farbstoffaufnahmevermögen und damit die Farb- tiefe von herkömmlich mercerisierter Baumwolle auf.
Diese spezifische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Mercerisieren von baumwollhaltigen Materialien gestattet es also in vorteilhafter Weise, dass optimale Mercerisiereffekte erzielt werden können, ohne dass der Warengriff versteift wird. Das erfindunsgemäße Verfahren zur Erzielung optimaler Mercerisiereffekte unter Beibehaltung des weichen Griffs der Ausgangsmaterialien beruht auf einer selektiven Mercerisierung. Dies wird durch das Zusammenwirken mehrerer Faktoren erreicht :
1) durch die Steuerung der Zugänglichkeit der Baumwollfasern, das heißt durch die aufgrund der Plasmabehandlung erreichte hohe Faserbe- netzung während der Laugenimprägnierung,
2) durch die extrem kurze Einwirkzeit der Lauge, das heißt durch die kurze Mercerisierzeit , und
3) durch die Variation der Temperatur der Mercerisierlauge im Bereich von 20°C bis 60°C.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Plasmabehand- lung der baumwollhaltigen Materialien vor der Mercerisierung wird die Zugänglichkeit der Baumwollfasern für die Mercerisierlauge optimiert. Dadurch werden extrem hohe Benetzungsgeschwindigkeiten an der Faseroberfläche erreicht. Die hohen Benetzungs- geschwindigkeiten führen dazu, dass in sehr kurzer Zeit mercerisiert werden kann, insbesondere in weniger als 10 Sekunden, vorzugsweise in 1 bis 3 Sekunden. Andererseits beschleunigen hohe Laugentemperaturen ebenfalls das Eindringen der Mercerisier- lauge in das Fasermaterial. Durch die optimale Benetzung der Fasern mit Lauge infolge der erfindungsgemäßen Plasmabehandlung kann die Temperatur der Mercerisierlauge erfindungsgemäß jedoch deutlich gesenkt werden, wobei die Benetzungsgeschwin- digkeit der Fasern nur unwesentlich reduziert wird. Das heißt, auch die Mercerisierdauer wird nur unwesentlich verlängert. Während die Mercerisierzeit bei einer Mercerisiertemperatur von 60°C erfindungsgemäß etwa 3 Sekunden beträgt, dauert die er- findungsgemäße Mercerisierung bei einer Temperatur von 20°C etwa 5 Sekunden. Im Vergleich zu herkömmlichen Mercerisierverfahren stellt dies immer noch eine erhebliche Verkürzung dar. Die gleichzeitige Verkürzung der Mercerisierzeit und die deutliche Senkung der Temperatur der Mercerisierlauge bewirken in Kombination mit der beschleunigten Benetzung der Fasern, dass die baumwollhaltigen Materialien selektiv mercerisiert werden können, wobei einerseits optimale Mercerisiereffekte erzielt werden können, andererseits aber der Warengriff nicht oder kaum versteift wird.
Dass der weiche Griff der Ausgangsmaterialien durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht oder kaum verschlechtert wird, hängt mit der Quellfähigkeit der einzelnen Baumwollfasern zusammen. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, scheint es, dass während der erfindungsgemäß vorgesehenen extrem kurzen Mercerisierung nur die reifen oder annähernd reifen Baumwollfasern quellen können und zwar unabhängig davon, wo diese Fasern innerhalb eines Garns angeordnet sind. Das heißt, es spielt keine Rolle, ob sich die reifen Fasern am Rand oder im Zentrum des Garns befinden. Unreife oder wenig reife Fasern scheinen hingegen während der blitzartigen Merceri- sierung nicht oder nur bedingt quellen zu können, so dass sie gewissermaßen als Puffer zwischen den quellenden Fasern wirken. Dadurch bedingt versteift das blitzmercerisierte baumwollhaltige Material nicht und bleibt so weich wie das Ausgangsmaterial.
Die Parameter des erfindungsgemäßen Mercerisierver- fahrens, insbesondere die Plasmabehandlungsdauer, die Mercersierzeit und die Temperatur der Mercerisierlauge, können also innerhalb innerhalb bestimmter Bereiche so variiert werden, dass die behandelten baumwollhaltigen Materialien den weichen Griff der Ausgangsmateralien und gleichzeitig die er- wünschten Mercerisiereffekte aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Weichgriff-Mercerisierverfahren beträgt die Plasmabehandlungszeit 40 Sekunden und die Mercerisierzeit 1 Sekunde, während die Temperatur der Mercerisier- lauge bei 60°C liegt.
Die vorliegende Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe auch durch die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Mercerisieren von einem zumindest teilweise aus Baumwolle bestehenden Material, insbesondere einer Materialbahn, umfassend eine Material-Transporteinheit, die mit einer Alkalilaugen-Behandlungseinheit zur Mercerisation des Materials und einer Stabilisierungs-Einheit zum Auswaschen der Alkalilauge aus dem Material in Verbin- düng steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, in Materialtransportrichtung gesehen, vor der Alkalilaugen-Behandlungseinheit eine Plasma- Behandlungseinheit enthält.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mercerisieren umfasst also eine Material-Transporteinheit, mit deren Hilfe die zu mercerisierende Materialbahn durch die Vorrichtung transportiert wird. In Transportrichtung gesehen wird die Materialbahn zunächst durch die Plasma-Behandlungseinheit hindurchgeführt, in der das Material mit einem Plasma, vor- zugsweise einem Niedertemperatur-Plasma behandelt wird. Anschließend wird das Material von der Plasma-Behandlungseinheit zur Alkalilaugen- Behandlungseinheit, in der das Material mittels Behandlung mit einer Alkalilauge mercerisiert wird, transportiert. Durch die Plasmabehandlung des baumwollhaltigen Materials wird die Benetzung der Baumwollfaser-Oberfläche, die der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des Mercerisierprozesses ist, während der Mercerisierung stark verbessert, so dass die Mercerisierung erheblich verkürzt wird. Erfindungsgemäß ist deshalb die Alkalilaugen- Behandlungseinheit gegenüber den im Stand der Technik bekannten wesentlich kürzer.
Anschließend wird das Material aus der Alkalilau- gen-Behandlungseinheit herausgeführt und in die Stabilisierungs-Einheit transportiert, indem das mit Alkalilauge imprägnierte Material vorzugsweise mit Wasser behandelt wird, um die Alkalilauge aus dem Material auszuwaschen. Danach wird das plasma- behandelte, mercerisierte und stabilisierte Material aus der Vorrichtung heraustransportiert und kann beispielsweise getrocknet und/oder gefärbt werden.
Die Alkalilaugen-Behandlungseinheit zum Mercerisieren kann beispielsweise eine Sprüh-, Spritz- oder Abregnungsanlage sein, mittels der die Alkalilauge auf die Materialbahn aufgebracht wird. Bei der Alkalilaugen-Behandlungseinheit kann es sich aber auch um ein die Alkalilauge enthaltendes Bad handeln, durch das die Materialbahn hindurchgeführt und mit der Alkalilauge imprägniert wird. Die Stabilisierungs-Einheit zum Auswaschen der Lauge kann eine Sprüh-, Spritz- oder Abregnungsanlage zum Ausbringen von Wasser auf die Materialbahn sein. Bei der Stabilisierungs-Einheit kann es sich aber auch um ein Wasser enthaltendes Bad handeln, durch das die Materialbahn hindurchgeführt wird. Bei der Ma- terial-Transporteinheit kann es sich beispielsweise um eine in der DE OS 30 43 167 beschriebene flüssigkeitsundurchlässige Trommel handeln, wobei der Trommelmantel mit einer die Schrumpfung verhindernden Oberfläche versehen sein kann und die Material- bahn durch ein flüssigkeitsdurchlässiges Andrückband angepresst wird. Die Material-Transporteinheit kann auch eine in der DE-PS 6 39 367 beschriebene flüssigkeitsdurchlässige Siebtrommel sein, über die die zwischen metallischen Siebbändern befindliche Materialbahn geführt wird. Die Material- Transporteinheit kann auch ein in der DE 35 34 513 C2 beschriebenes Anpressglied, das von einer durchgehenden Reihe von Andrückwalzen gebildet ist, und ein von einer Siebtrommel gebildetes Schrumpfsperr- glied aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Plasma-Behandlungseinheit als Plasma- Erzeugungseinheit ausgebildet. Erfindungsgemäß umfasst die Plasma-Erzeugungseinheit daher einen Plasmareaktor, der sowohl zur Erzeugung eines Niedertemperatur-Plasmas als auch zur Behandlung der Materialien mit dem Niedertemperatur-Plasma dient. Besonders bevorzugt wird als Plasmareaktor ein Re- aktor im KHz- beziehungsweise HF-Bereich eingesetzt, das heißt ein Reaktor, bei dem unter Einwirkung von beispielsweise Radiofrequenzen beziehungsweise Hochfrequenzen Niedertemperatur-Plasmen von Inertgasen, Reaktivgasen oder Gemischen davon erzeugt werden. Insbesondere wird ein Plasmareaktor verwendet, der für großformatige Substrate, wie textile Materialbahnen geeignet ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung han- delt es sich bei dem verwendeten Plasmareaktor um einen Mikrowellen-Reaktor, das heißt einen Reaktor, bei dem unter Einwirkung von Mikrowellen Niedertemperatur-Plasmen von Inertgasen, Reaktivgasen oder Gemischen davon erzeugt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung wird durch Figur 1 und die folgenden Beispiele näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mercerisieren von baumwollhaltigen
Materialien, die eine Material-Transporteinheit umfasst, die mit einer Alkalilaugen- Behandlungseinheit und einer Stabilisierungs- Einheit in Verbindung steht, wobei sich vor der Al- kalilaugen-Behandlungseinheit , in Materialtransportrichtung gesehen, eine Plasma- Behandlungseinheit befindet.
Die Materialtransporteinheit 9 durchsetzt die Vorrichtung 1 und transportiert die zu mercerisieren- den baumwollhaltigen Materialien zunächst zu der Plasma-Behandlungseinheit 3, in der die Materialien mit einem Plasma, insbesondere einem Niedertemperaturplasma eines Inertgases, Reaktivgases oder einem Gemisch davon behandelt wird. Nach der Plasmabe- handlung der baumwollhaltigen Materialien werden diese durch die Material-Transporteinheit 9 aus der Plasma-Behandlungseinheit 3 heraustransportiert und in die Alkalilaugen-Behandlungseinheit 5 überführt, in der die plasmabehandelten baumwollhaltigen Mate- rialien mittels Alkalilaugenbehandlung mercerisiert werden. Nach erfolgter Mercerisation der baumwollhaltigen Materialien transportiert die Material- Transporteinheit 9 die Materialien aus der Alkalilaugen-Behandlungseinheit 5 heraus und überführt die mercerisierten Materialien in die Stabilisierungs-Einheit 7, in der die Materialien vorzugsweise mit Wasser behandelt werden, um die Alkalilauge auszuwaschen. Nach erfolgter Stabilisierung werden die Materialien durch die Material-Transporteinheit aus der Stabilisierungs-Einheit und damit aus der Vorrichtung 1 heraustransportiert. Die mercerisierten stabilisierten baumwollhaltigen Materialien können danach beispielsweise getrocknet und/oder gefärbt werden.
Beispiel 1
Ein entschlichteter und kalt gebleichter Baumwoll- Köper mit einem Warengewicht von 200 g/m2 wurde im Sauerstoff-Hochfrequenz (HF) -Plasma bei einem Druck von 80 Pa über einen Zeitraum von 30 Sekunden dis- kontinuierlich behandelt. Das plasmabehandelte Baumwollgewebe wurde danach auf einen Nadelrahmen aufgenadelt und in einer Laboranlage bei 60°C 1 Se- künde mit 300 g/1 NaOH trocken-in-nass merceri- siert. Nach dem Stabilisieren und Auswaschen wurde das blitzmercerisierte Baumwollgewebe Substantiv gefärbt. Die Farbtiefe der völlig gleichmäßig gefärbten Gewebeproben entsprach der Farbtiefe eines Baumwollköpers, der 60 Sekunden einem Heißmerceri- sationsverfahren ohne Plasmabehandlung unterworfen worden war.
•Plasmabehandlung :
Leistung: 200 W Einzelmuster
Druck: 80 Pa 8 cm E-Abstand
Gasfluss: 160 sccm Sauerstoff Probengröße 30 x 30 cm
Behandlungszeit: 30 Sek.
•Mercerisation :
Figure imgf000027_0001
»Färbung :
Figure imgf000027_0002
Beispiel 2
Ein entschlichtetes Baumwoll-Renforce mit einem Warengewicht von 126 g/m2 wurde im Sauerstoff-HF- Plasma bei einem Druck von 80 Pa über einen Zeitraum von 30 Sekunden kontinuierlich behandelt. Das plasmabehandelte Baumwollgewebe wurde auf einen Nadelrahmen aufgenadelt und dann in einer Laboranlage bei 60°C 1 Sekunde mit 300 g/1 NaOH trocken-in-nass mercerisiert . Nach Stabilisieren und Auswaschen wurde das blitzmercerisierte Baumwollgewebe reaktiv gefärbt. Die Farbtiefe der völlig gleichmäßig gefärbten Gewebeproben entsprach der Farbtiefe einer Gewebeprobe des gleichen Baumwollgewebes, das über einen Zeitraum von 60 Sekunden einer Heißmercerisa- tion ohne Plasmabehandlung unterworfen worden war.
»Plasmabehandlung :
Leistung: 200 W Kontinuebehandlung
Druck: 80 Pa 8 cm E-Abstand
Gasfluss: 160 sccm Sauerstoff
Behandlungszeit: 30 Sek.
Figure imgf000028_0001
•Färbung:
Figure imgf000029_0001
Beispiel 3
Ein entschlichteter und alkalisch abgekochter Baum- woll-Köper mit einem Warengewicht von 480 g/m2 wurde im Sauerstoff HF-Plasma bei einem Druck von 80 Pa über einen Zeitraum von 120 Sekunden diskontinuierlich behandelt. Das plasmabehandelte Baumwollgewebe wurde auf einen Nadelrahmen aufgenadelt und in einer Laboranlage bei 60°C über einen Zeitraum von 3 Sekunden mit 300 g/1 NaOH trocken-in-nass merce- risiert . Nach dem Stabilisieren und Auswaschen wurde das blitzmercerisierte Baumwollgewebe Substantiv gefärbt. Die Farbtiefe der völlig gleichmäßig ge- färbten Gewebeproben entsprach der Farbtiefe einer Gewebeprobe des gleichen Baumwollköpers, die einer 60 sekündigen Heißmercerisation ohne Plasmabehandlung unterworfen worden war. »Plasmabehandlung :
Leistung: 200 W Einzelmuster
Druck: 80 Pa 8 cm E-Abstand
Gasfluss: 160 sccm SauerProbengröße 30 x 30 cm stoff
Behandlungszeit: 120 Sek.
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
Beispiel 4
Ein technisch entschlichtetes Baumwoll-Gewebe (Po- peline, Warengewicht 119 g/m2) wurde auf der Labor- Plasmaanlage im Sauerstoff-HF-Plasma bei einem Druck von 80 Pa über einen Zeitraum von 40 Sekunden kontinuierlich behandelt (Batch-Verfahren) . Das plasmabehandelte Baumwollgewebe wurde danach auf einer Labor-Kontinue-Mercerisiermaschine (Siebband- Technologie) bei 60°C 1 Sekunde mit 300 g/1 NaOH trocken-in-nass mercerisiert. Nach Stabilisieren und Auswaschen wurde das blitzmercerisierte Baumwollgewebe mit einem Substantiv-Farbstoff gefärbt. Die Farbtiefe der völlig gleichmäßig gefärbten Gewebeproben entsprach der Farbtiefe einer Baumwoll- popeline, die über einen Zeitraum von 60 Sekunden auf herkömmliche Weise ohne Plasmabehandlung heiß- mercerisiert worden war. Der Warengriff entsprach dem des nicht-mercerisierten Ausgangsmaterials.
»Plasmabehandlung :
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
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Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Mercerisieren eines zumindest teilweise aus Baumwolle bestehenden Materials, wobei das .Material mit Alkalilauge behandelt und danach mit Wasser und/oder Säure stabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Material vor der Alkalilaugenbehand- lung mit einem Plasma behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Material mit einem Niedertemperatur-Plasma behandelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung des Materials ein Niedertemperaturplasma eines Gases aus der Gruppe bestehend aus Inertgasen, Reaktivgasen oder einem Gemisch davon verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mit einem Sauerstoff-Plasma, einem C02-Plasma, einem Stickstoff-Plasma, einem Argon-Plasma oder einem Luft-Plasma behandelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung des Materials bei einem Druck von 0,1 mbar bis 1000 mbar durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung des Materials im Vakuum durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung des
Materials unter Atmosphärendruck durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung des Materials über einen Zeitraum von 1 Sekunde bis 120 Sekunden erfolgt .
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma durch eine KHz-, Hochfrequenz- oder Mikrowellenentladung erzeugt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plasmavolumen von 10 bis 1000 1/m2 Material- fläche erzeugt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Plasmaleistung von 0,05 W/cm2 bis 0,5 W/cm2 erzeugt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung des Materials kontinuierlich durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung des Materials im Batch-Verfahren durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material vor der Plasmabehandlung entschlichtet, abgekocht und/oder gebleicht wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Material nach der Plasmabehandlung unter Verwendung eines herkömmlichen Mercerisations- verfahrens, insbesondere eines Trocken- in- Nass-, Nass-in-Nass- , Kalt-, Heiß-, Additi- ons- oder Spannrahmen-Mercerisations- verfahrens, mercerisiert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalilauge bei der Mercerisation durch das Material gesaugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkalilauge eine Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid in Wasser in einer Menge von 150 g/1 bis 550 g/1, vorzugsweise 220 g/1 bis 320 g/1 einge- setzt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mercerisation bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C, vorzugsweise bei 40°C bis 60°C, über einen Zeitraum von 0,5 Sekunden bis 10 Sekunden, vorzugsweise 0,5 Sekunden bis 3 Sekunden, durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zumin- dest teilweise aus Baumwolle bestehende Material über einen Zeitraum von 10 Sekunden bis 50 Sekunden mit einem Plasma behandelt und dann über einen Zeitraum von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden bei einer Temperatur von 20°C bis 60°C mercerisiert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlungszeit 40 Sekunden beträgt, die Mercerisierzeit 1 Sekunde beträgt und die Mercerisierte peratur bei 60°C liegt.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das so behandelte, aus Baumwolle bestehende Material den gleichen weichen Griff aufweist wie das unbehandelte Ausgangsmaterial.
22. Mercerisier-Vorrichtung für ein zumindest teilweise aus Baumwolle bestehendes Material, insbesondere eine Materialbahn, umfassend eine Material-Transporteinheit, die mit einer Alkalilaugen-Behandlungseinheit zur Mercerisation des Materials und einer Stabilisierungs-Einheit zum Auswaschen der Alkalilauge aus dem Material in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, in Ma- terialtransportrichtung gesehen, vor der AI- kalilaugen-Behandlungseinheit eine Plasmabehandlungseinheit enthält.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Material- Transporteinheit so ausgebildet ist, dass der während der Mercerisation und Stabilisierung auftretende Schrumpfungsprozess des Materials verhindert wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, da- durch gekennzeichnet, dass die Material- Transporteinheit eine Siebtrommel oder ein Siebband mit einem Anpressglied ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasma- behandlungseinheit als Plasma- Erzeugungseinheit ausgebildet ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlungseinheit einen Plasmareaktor um- fasst .
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmareaktor einen Hochfrequenzgenerator mit einer Frequenz im KHz-Bereich sowie im Bereich von 13,56 MHz oder 27,12 MHz umfasst.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmareaktor einen Mikrowellengenerator mit einer Frequenz von 2,45 GHz umfasst.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102877285A (zh) * 2012-10-25 2013-01-16 愉悦家纺有限公司 一种织物的退浆方法
US10793984B2 (en) 2016-08-04 2020-10-06 Pvh Corporation Non-iron fabrics and garments, and a method of finishing the same
DE102020212866A1 (de) 2020-10-12 2022-06-23 Christof-Herbert Diener Plasmabehandeltes Reinigungs- und/oder Abstrichstäbchen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5860060A (ja) * 1981-10-05 1983-04-09 ユニチカ株式会社 木綿を含む布帛の精練方法
US4466258A (en) * 1982-01-06 1984-08-21 Sando Iron Works Co., Ltd. Apparatus for low-temperature plasma treatment of a textile product
JPS59223363A (ja) * 1983-05-28 1984-12-15 ユニチカ株式会社 染色性改良加工法
JPS6134279A (ja) * 1984-07-23 1986-02-18 東レ株式会社 繊維構造物の改質方法
JPH0578974A (ja) * 1991-09-18 1993-03-30 Unitika Ltd 木綿繊維布帛の前処理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5860060A (ja) * 1981-10-05 1983-04-09 ユニチカ株式会社 木綿を含む布帛の精練方法
US4466258A (en) * 1982-01-06 1984-08-21 Sando Iron Works Co., Ltd. Apparatus for low-temperature plasma treatment of a textile product
JPS59223363A (ja) * 1983-05-28 1984-12-15 ユニチカ株式会社 染色性改良加工法
JPS6134279A (ja) * 1984-07-23 1986-02-18 東レ株式会社 繊維構造物の改質方法
JPH0578974A (ja) * 1991-09-18 1993-03-30 Unitika Ltd 木綿繊維布帛の前処理方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 198320, Derwent World Patents Index; Page 005, AN 1983-47974K, XP002224009 *
DATABASE WPI Week 198505, Derwent World Patents Index; Page 003, AN 1985-028391, XP002224008 *
DATABASE WPI Week 198613, 18 February 1986 Derwent World Patents Index; Page 004, AN 1986-086107, XP002224007 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 409 (C - 1091) 30 July 1993 (1993-07-30) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102877285A (zh) * 2012-10-25 2013-01-16 愉悦家纺有限公司 一种织物的退浆方法
US10793984B2 (en) 2016-08-04 2020-10-06 Pvh Corporation Non-iron fabrics and garments, and a method of finishing the same
DE102020212866A1 (de) 2020-10-12 2022-06-23 Christof-Herbert Diener Plasmabehandeltes Reinigungs- und/oder Abstrichstäbchen

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